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第二节　乙烯与有机高分子材料
第2课时　烃　有机高分子材料
第七章　有机化合物
课程标准 核心素养目标
1.知道合成新物质是有机化学研究价值的重要体现。
2．结合实例认识高分子等有机化合物在生产、生活中的重要应用。 1.宏观辨识与微观探析：通过认识烃的分类方法，知道分类是研究有机化合物的重要方法之一，认识烃的结构与性质之间存在的关系。
2．科学态度与社会责任：知道合成新物质是有机化学研究价值的重要体现，知道合成高分子材料使我们的生活更美好。
一、烃
1．烃的组成
(1)有机化合物都含有 元素，还常含 ，以及氮、卤素、硫、磷等元素。
(2)仅含 两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称为烃。
碳
氢、氧
碳和氢
2．烃的分类
3．炔烃和芳香烃
(1)炔烃
炔烃是含有 的一类不饱和烃。 是最简单的炔烃，结构式为 ，结构简式为 ，空间结构为直线形。炔烃与 具有相似的化学性质。
(2)芳香烃
芳香烃是含有苯环的碳氢化合物。苯是芳香烃的母体，是一种具有
分子结构的 烃，其结构通常用 或 表示。
碳碳三键
乙炔
H—C≡C—H
HC≡CH
烯烃
环状
不饱和
苯分子中6个碳原子之间的键完全 ，6个H和6个C在 平面上。芳香烃兼有 和 的某些化学性质。
二、有机高分子材料
1．有机高分子材料的分类
相同
同一
烷烃
烯烃
2．塑料
(1)塑料的成分
塑料的主要成分是 ，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等。此外，还根据需要加入一些具有特定作用的添加剂，如增塑剂、防老剂、增强材料、着色剂等。
(2)塑料的生产及性能
合成树脂
3．橡胶
(1)橡胶的分类
(2)橡胶的结构与性能
(3)特种橡胶及应用
4．纤维
(1)再生纤维
用化学方法将农林产品中的 、 等天然高分子加工成
、大豆蛋白纤维等再生纤维。
(2)合成纤维
①以 等为原料制成有机小分子单体，再经
生产合成纤维。再生纤维与合成纤维统称为 。
②合成纤维具有强度 、弹性 、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等优良性能。
纤维素
蛋白质
黏胶纤维
石油、天然气和煤
聚合反应
化学纤维
高
好
◆名师点拨
烃的组成及分类
(1)烃仅含碳、氢两种元素，不含其他元素。
(2)饱和烃分子中的碳原子之间只以单键结合，剩余价键均被氢原子“饱和”，如烷烃。
(3)不饱和烃分子中碳原子的价键没有全部被氢原子“饱和”，如烯烃、炔烃、芳香烃。
(4)链状烃分子中的碳原子连接成碳链，可以带有支链。
(5)环状烃分子中的碳原子连接成碳环(可以带有支链)，可以只含一个碳环，也可以形成多个碳环。
◆辨析比较
合成树脂与塑料的关系
(1)合成树脂是指未加工处理的聚合物，没有添加剂。
(2)塑料是由合成树脂及增塑剂、防老剂、增强材料、着色剂等各种添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。
(3)塑料的基本性能主要取决于合成树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。
◆拓展延伸
橡胶的硫化过程
(1)橡胶的硫化过程是将线型结构的橡胶与硫混合，在一定条件下使线型的高分子链之间通过硫原子形成化学键，产生交联，形成网状结构。
(2)橡胶的硫化过程存在共价键的断裂和形成，是化学变化。
◆辨析比较
纤维与纤维素的区别
(1)纤维是细而长的丝状物，而纤维素属于糖类。
(2)纤维是从形态上定义的，纤维素是从物质结构和组成上定义的，二者不能混淆。
◆微辨析(对的画“√”，错的画“×”)
(1)烃类有机物的分子通式均用CnH2n＋2表示(　　)
(2)完全燃烧生成CO2和H2O的有机物一定是烃类(　　)
(3)碳原子之间以单键相连的烃一定是链状烷烃(　　)
(4)化学纤维包括合成纤维和再生纤维(　　)
×
×
×
√
◆名师点拨
纤维的分类
探究一 烃的分类、结构与性质
对烃进行科学分类是研究烃类有机物的基础。通过分类来揭示其结构与性质之间的内在规律，是学习和研究烃类有机物的重要方法。下面是八种烃的结构式、结构简式或球棍模型：
[问题设计]
(1)上述有机物中，哪些属于饱和烃？哪些属于不饱和烃？
提示：①④⑤⑦⑧为饱和烃，②③⑥为不饱和烃。
(2)分析④、⑤和⑧的分子结构，判断它们的一氯代物分别有几种。
提示：④有2种，⑤有1种，⑧有3种。
(3)加成反应是不饱和烃的特征性质，上述烃类中哪些能与H2发生加成反应？
提示：能与H2发生加成反应的有②③⑥。
(1)根据烃中碳原子间成键方式的不同，烃可分为饱和烃与不饱和烃
(2)根据碳骨架不同，烃可分为链状烃和环状烃
(3)类比迁移：推测简单烃类的性质
①从甲烷推知饱和烃的性质：可燃烧，能与Cl2等卤素单质发生取代反应；不与强酸、强碱、酸性KMnO4溶液反应。
②从乙烯推知不饱和烃(烯烃、炔烃)的性质：可发生加成反应、加聚反应，能被酸性KMnO4溶液氧化。
(4)烃的燃烧规律及应用
①烃(CxHy)的燃烧通式：
C
[例1] a～d是几种烃分子的球棍模型(如图所示)，下列说法正确的是 (　　)
A．a不能被酸性KMnO4溶液氧化，因此不能发生氧化反应
B．b能与溴的四氯化碳溶液发生取代反应
C．将c进行燃烧，预测会比b燃烧的火焰更明亮，产生浓黑烟
D．b和d都属于不饱和烃，其分子结构相似，故互为同系物
解答本题的思路如下：
(1)分析四种烃的球棍模型，确定a～d的结构简式。
(2)类比甲烷和乙烯的结构与性质，根据这四种烃的结构特征，推测它们各自可能具有的化学性质。
由球棍模型可知，a为甲烷，b为乙烯，c为乙炔，d为苯。a为甲烷，不能被酸性KMnO4溶液氧化，但能燃烧生成CO2和H2O，燃烧属于氧化反应；b为乙烯，能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，生成1，2-二溴乙烷；c为乙炔，b为乙烯，乙炔含碳量比乙烯高，燃烧时火焰更明亮，产生浓黑烟；b为乙烯，d为苯，两者的结构不相似，不互为同系物。
D
1．下列说法不正确的是 (　　)
A．甲烷的分子式为CH4，可与Cl2在光照条件下反应生成CCl4
B．随着烷烃分子中碳原子数的增加，烷烃的熔点和沸点逐渐升高
C．乙烯不仅是基础的化工原料，还是植物生长的调节剂
D．苯分子中存在碳碳双键，因此能使酸性KMnO4溶液褪色
因为烷烃在光照条件下能与氯气发生取代反应，所以甲烷(CH4)可与Cl2在光照条件下反应生成CCl4; 烃类的熔点和沸点与分子间作用力有关，随相对分子质量的增大，分子间作用力增强，熔点和沸点升高，烷烃也符合此规律； 乙烯不仅是基础的化工原料，还可作为植物生长调节剂来催熟果实；苯分子中不存在碳碳双键，其碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊共价键，因此不能使酸性KMnO4溶液褪色。
探究二 烃分子中原子共线、共面的判断
碳原子之间不同的成键方式，决定了烃分子的空间结构不同。这些结构主要因其碳原子成键时空间取向的不同，可分为四面体形、平面三角形和直线形。四种常见烃分子的球棍模型、空间填充模型及空间结构如表：
烃 甲烷 乙烯 乙炔 苯
球棍
模型
空间
填充
模型
空间
结构 正四面
体形 平面形 直线形 平面形
提示：②③；两种烃分子都含—CH3，而—CH3呈四面体结构。
(2)有机物X的结构简式为CH3—CH===CH—C≡C—CH3。该分子中，最可能有多少个碳原子处于同一直线上？最多可能有多少个原子处于同一平面上？
提示：最多有4个碳原子处于同一直线上；最多有10个原子处于同一平面上，甲基上最多有1个氢原子在甲基碳所在的平面上。
(1)烃分子中碳原子的成键方式与空间结构
烃 成键方式 空间
结构 具体分析
甲烷型 四面
体形 当碳原子与4个原子形成4个单键时，其空间结构为四面体形。与碳相连的5个原子(包括碳本身)中，最多有3个原子处于同一平面上，最多有2个原子处于同一直线上
烃 成键方式 空间结构 具体分析
乙烯型 平面形 对于碳碳双键，直接与其相连的4个原子和2个不饱和碳原子(共6个原子)处于同一共平面上，其中最多有2个原子处于同一直线上
乙炔型 —C≡C— 直线形 对于碳碳三键，与其直接相连的2个原子和2个不饱和碳原子(共4个原子)处于同一直线上
烃 成键方式 空间结构 具体分析
苯型 平面形 苯环上的12个原子均处于同一平面上，其中位于对角线位置的4个原子处于同一直线上
(2)原子共面问题的分析方法
①甲烷、乙烯、苯三种分子中的氢原子被其他原子取代后，其基本的空间构型通常保持不变。
③根据分子的结构和化学键之间的夹角，确定分子中各原子的相对位
置，如 。
②分子中的单键可以绕键轴旋转，而双键和三键则不能自由旋转。
(3)原子共面问题的解题步骤
C
解答本题的思路如下：
(1)分析复杂烃分子的空间结构时，可先将拆解为甲基、乙烯基、苯环、乙炔基等基本结构单元，遵循“由整体到局部，再由局部回到整体”的思路。
(2)考虑单键可以自由旋转，从而判断烃分子中共线或共面的原子。
丙烷中碳原子为四面体形，3个碳原子不在一条直线上；结合碳碳三键的直线形结构与苯环对位的共线关系，有6个碳原子可能在同一条直线上；苯环为平面形结构，苯环上的所有原子共平面，当苯环之间通过单键相连时，虽然单键可以旋转，但是处于苯环对位的原子始终在一个平面，因此至少有16个原子处于同一平面上；2-苯基丙烯分子中含有甲基，具有甲烷的四面体形结构，故所有原子不可能处于同一平面上。
B
C
C
C
B
⑥相同质量的烃完全燃烧，耗氧量最大的是CH4
⑦乙烯能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，且反应类型相同
A．②⑥⑦　　　　　 B．①③⑥
C．①②⑥ D．④⑤⑥
回答下列问题：
(1)口罩带由涤纶线和少量氨纶线针织而成，其中涤纶属于________________(填“天然纤维”或“合成纤维”)。
(2)聚丙烯由小分子(单体)通过加成聚合反应制得，该单体的名称是________，聚丙烯属于________(填“塑料”或“陶瓷”)。
(3)熔喷布可以阻止病毒通过飞沫传播，原因是熔喷布内部孔径________(填“大于”或“小于”)大部分飞沫直径。
(4)废弃医用口罩中大部分材质难降解，且可能带有病毒，分类回收后应采用________(填“焚烧”或“填埋”)方式处理。
答案：(1)合成纤维　(2)丙烯　塑料 (3)小于　(4)焚烧

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